国金证券_非金属建材行业研究:AI散热新材料梳理,关注TIM、金刚石、陶瓷基板等方向_20260817.pdf
摘要
光模块龙头入股热管理上游材料
中石科技 8 月 13 日公告,中际旭创拟以 55.70 元/股(公告前股价 56.13 元)、总价约 17.47 亿元受让 10.47%股份,交易尚 需深交所合规性审核及过户。中石科技主营业务为热管理材料,包括高导热石墨、导热界面材料(TIM)、液冷模组等,下游 业务包括消费电子、光模块等。 当前数据中心、光通信等应用核心部件都是高功率密度的电子元器件,散热问题已成为限制其功率密度和可靠性提高的瓶 颈,因此我们梳理各类 AI 相关散热材料。
- AI 散热新材料①:热界面材料 TIM 根据在电子元器件中所处的位置,热界面材料可分为 TIM1 和 TIM2,其中 TIM1 是芯片与封装外壳之间的热界面材料,与芯 片直接接触、要求 TIM1 具有低热阻和高热导率,热膨胀系数也需与硅片相匹配。TIM2 是封装外壳与热沉之间的热界面材 料,要求一般低于 TIM1。热界面材料由基材和填料组成,基材主要选用具有一定流动性的高分子聚合物,如硅油、聚烯烃、 丙烯酸树脂等,保证 TIM 能尽可能遍及所有有空气缝隙的位置,填充物则选用无机粉末/金属粉末/石墨粉等各类高导热系 数的材料。 国内有热界面材料业务布局的公司包括:①德邦科技,公司 Tim1.5 及 Tim2 已批量出货,Tim1 已通过国内某重要封测厂全 套验证。②中石科技,公司 TIM 材料相关产品已批量应用于数据中心场景。③思泉新材,越南思泉拟投资 3.69 亿元,主要 生产石墨散热材料、导热界面材料等产品。
- AI 散热新材料②:金刚石 金刚石散热核心在于其较高的热物理性能,室温热导率达 2000-2200W/(m·K),约为铜的 5 倍、铝的 10 倍,同时具备电绝缘 性等独特优势。CVD 金刚石散热片热导率在 2000W/m·K 以上,可以用于高端科技产品、如 GPU 散热。先进封装的平均热流密 度超 100W/cm²,而局部热点可达到甚至超过 1000W/cm²,对传统 TIM、均热与散热技术形成竞争。 金刚石散热产业进展加速。①2026 年 2 月 Akash Systems 官方宣布,已经向印度云服务商 NxtGen AI 交付全球首批采用 Diamond Cooling 的 GPU 服务器,服务器搭载 NV H200 GPU。2026 年 3 月 Akash Systems 宣布与服务器厂商 MiTAC Computing 推出搭载 AMD Instinct MI350X GPU 的 Diamond Cooled AI Servers。②2026 年 6 月 Intel 现任 CEO 陈立武提及投资一家 人造金刚石晶圆公司,看好钻石作为散热材料在芯片封装领域的应用潜力。
- AI 散热新材料③:陶瓷基板 PCB 环节散热关注陶瓷基板,先进陶瓷基板兼具高导热与高绝缘性能,氮化铝陶瓷导热率可达 170-250W/(m·K),约为传统氧 化铝陶瓷的 5-10 倍,同时其热膨胀系数与半导体材料较为匹配,可广泛应用于高功率密度功率器件的基板。
- AI 散热新材料④:液冷及相关材料 液冷首先从 AI 服务器(英伟达 AIGPU 开始)开始快速渗透,预计 ASIC 将在 2026-2027 年贡献重要增量。液冷方面,关注 液冷板、冷却液、泵、CDU 等方向。 投资建议与估值 光模块龙头用股权方式绑定热管理上游,散热问题已成为限制 AI 服务器功率密度提高的瓶颈。新材料方向,我们建议关注
①热界面材料 TIM,②金刚石散热,③陶瓷基板,④液冷及相关材料。
风险提示
新材料替代不及预期;算力需求不及预期;原材料价格波动的风险。
AI 散热材料梳理,关注 TIM、金刚石、陶瓷基板等方向
- 1、光模块龙头入股热管理上游材料
中石科技 8 月 13 日公告,中际旭创拟以 55.70 元/股(公告前股价 56.13 元)、总价约 17.47 亿元受让 10.47%股份, 交易尚需深交所合规性审核及过户。中石科技主营业务为热管理材料,包括高导热石墨、导热界面材料(TIM)、液冷 模组等,下游业务包括消费电子、光模块等。
当前数据中心、光通信等应用核心部件都是高功率密度的电子元器件,散热问题已成为限制其功率密度和可靠性提高 的瓶颈,因此我们梳理各类 AI 相关散热材料。
- 2、AI 散热新材料①:热界面材料 TIM
根据在电子元器件中所处的位置,热界面材料可分为 TIM1,其中和 TIM2TIM1 是芯片与封装外壳之间的热界面材料, 与芯片直接接触、要求 TIM1 具有低热阻和高热导率,热膨胀系数也需与硅片相匹配。TIM2 是封装外壳与热沉之间的 热界面材料,要求一般低于 TIM1。热界面材料由基材和填料组成,基材主要选用具有一定流动性的高分子聚合物,如 硅油、聚烯烃、丙烯酸树脂等,保证 TIM 能尽可能遍及所有有空气缝隙的位置,填充物则选用无机粉末/金属粉末/石 墨粉等各类高导热系数的材料。
国内有热界面材料业务布局的公司包括:①德邦科技,公司 Tim1.5 及 Tim2 已批量出货,Tim1 已通过国内某重要封测 厂全套验证。②中石科技,公司 TIM 材料相关产品已批量应用于数据中心场景。③思泉新材,越南思泉拟投资 3.69 亿 元,主要生产石墨散热材料、导热界面材料等产品。
- 3、AI 散热新材料②:金刚石
金刚石散热核心在于其较高的热物理性能,室温热导率达 2000-2200W/(m·K),约为铜的 5 倍、铝的 10 倍,同时具备 电绝缘性等独特优势。CVD 金刚石散热片热导率在 2000W/m·K 以上,可以用于高端科技产品、如 GPU 散热。先进封装 的平均热流密度超 100W/cm²,而局部热点可达到甚至超过 1000W/cm²,对传统 TIM、均热与散热技术形成竞争。
金刚石散热产业进展加速。①2026 年 2 月 Akash Systems 官方宣布,已经向印度云服务商 NxtGen AI 交付全球首批 采用 Diamond Cooling 的 GPU 服务器,服务器搭载 NV H200 GPU。2026 年 3 月 Akash Systems 宣布与服务器厂商 MiTAC Computing 推出搭载 AMD Instinct MI350X GPU 的 Diamond Cooled AI Servers。②2026 年 6 月 Intel 现任 CEO 陈立武提及投资一家人造金刚石晶圆公司,看好钻石作为散热材料在芯片封装领域的应用潜力。
- 4、AI 散热新材料③:陶瓷基板
PCB 环节散热关注陶瓷基板,先进陶瓷基板兼具高导热与高绝缘性能,氮化铝陶瓷导热率可达 170-240W/(m·K),约为 传统氧化铝陶瓷的 7-10 倍,同时其热膨胀系数与半导体材料较为匹配,可广泛应用于高功率密度功率器件的基板。
- 5、AI 散热新材料④:液冷及相关材料
液冷首先从 AI 服务器(英伟达 AIGPU 开始)开始快速渗透,预计 ASIC 将在 2026-2027 年贡献重要增量。液冷方面, 关注液冷板、冷却液、泵、CDU 等方向。
投资建议与估值
光模块龙头参与投资热管理上游,散热问题已成为限制 AI 服务器功率密度提高的重要环节。新材料方向,我们建议 关注①热界面材料 TIM,建议关注【德邦科技】【中石科技】【思泉新材】,②金刚石散热,建议关注【沃尔德】【四方 达】【国机精工】,③陶瓷基板,建议关注【中瓷电子】【国瓷材料】【富乐德】【博敏电子】【科翔股份】,④液冷及相关 材料,建议关注【新宙邦】【润禾材料】【博威合金】【震安科技】。
风险提示
新材料替代不及预期:以上散热材料目前上市公司收入规模均偏小,当前散热问题已成为限制 AI 服务器功率密度提高 的瓶颈,但后续放大仍存在不确定性,需要时间验证。
算力需求不及预期:如果 AI 应用落地不及预期,导致海外大厂算力 CAPEX 不及预期,可能导致上游材料需求不及预 期。
原材料价格波动的风险:以上新材料可变成本占比较高,原材料价格变化可能引起盈利能力波动。
行业投资评级的说明: 买入:预期未来 3-6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 15%以上; 增持:预期未来 3-6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 5%-15%; 中性:预期未来 3-6 个月内该行业变动幅度相对大盘在5%;-5%- 减持:预期未来 3-6 个月内该行业下跌幅度超过大盘在 5%以上。
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